Горючие полезные ископаемые. Основные группы, представления об условиях образования

КОКСУЮЩИЕСЯ УГЛИ — каменные уг­ли средний стадий углефикации, из которых в условиях промышленного коксования в сме­сях (шихтах) с другими углями или без смешивания получают кусковой КОКС определённой крупности и прочности. Коксующиеся угли, в отличие от других каменных углей, при нагревании без доступа воздуха переходят в пластическое состояние и спе­каются. Коксующиеся угли характеризуются в необо­гащённом виде или в концентратах зольностью менее 10% и низким со­держанием S (менее 3,5%), выход ле­тучих веществ (V ^а) 15—37%. По спо­собности к коксообразованию коксующиеся угли подразделяются на 5 категорий — коксовые, жирные, отощёиные коксо­вые, газовые и слабоспекающиеся. В России отнесение углей к группе коксующихся углей прежде всего базируется на их при­годности для производства кондиционного доменного кокса. В действующих в России классификациях к коксующимся углям относят угли марок Г, ГЖ, Ж, КЖ, К, К₂, ОС и СС с подразделением на технологические группы по СПЕКАЕМОСТИ. Коксовые угли марок К (коксовые) и КЖ (коксово-жирные) дают кондиционный домен­ный кокс без смешивания с другими углями. Жирные угли марок Ж (жирные) и ГЖ (газово-жирные) без смешивания с другими дают хорошо сплавленный, но более мелко дробящийся кокс с физико-механическими характеристиками, ниже принятых для доменного кокса. Домен­ный кокс из жирных углей может быть легко получен в бинарных смесях с коксовыми или отощёнными коксовы­ми углями. Отощённые коксо­вые угли марок К₂ (коксовые вто­рые) и ОС (отощённо-спекающиеся) без смешивания с жирными дают кокс повышенной истираемости с физико-механиескими. характеристиками, не соот­ветствующими доменному коксу. Додленный кокс из отощённых коксовых углей получается в бинарных смесях с жирными. Газовые угли марки Г (газовые) без смешивания с другими дают кокс достаточно сплавленный, но легко разделяющийся на мелкие и хрупкие куски, характеризующиеся малой механической прочностью. Газовые угли для получения доменного кокса в современных коксовых печах при обычной технологии подготовки шихты могут применяться только в смесях с хорошо коксующимися углями. Слабоспе-кающиеся угли марки СС (слабо-спекающиеся) без смешивания с дру­гими не дают кускового кокса. Домен­ный кокс может быть получен из них только в смесях с жирными углями (не менее 70—85% жирных углей). дленный кокс из отощённых коксовых углей получается в бинарных смесях с жирными. Газовые угли марки Г (газовые) без смешивания с другими дают кокс достаточно сплавленный, но легко разделяющийся на мелкие и хрупкие куски, характеризующиеся малой механич. прочностью. Газовые угли для получения доменного кокса в совр. коксовых печах при обычной технологии подготовки шихты могут применяться только в смесях с хорошо коксующимися углями. Слабоспе-кающиеся угли марки СС (слабо-спекающиеся) без смешивания с дру­гими не дают кускового кокса. Домен­ный кокс может быть получен из них только в смесях с жирными углями (не менее 70—85% жирных углей). Коксующиеся угли известны в угленосных форма­циях от карбона до палеогена вклю­чительно, однако свыше 90% их запасов сконцентрировано в бассейнах и месторождениях карбона и перми. Значительными, запасами коксующегося угля располагают Россия (Донецкий, Печорский, Кизеловский, Кузнецкий, Карагандинский, Юж.-Якутский, Тун­гусский и др. басе), США (Аппалач-ский, Западный, Юинта, Грин-Ривер и др.), Великобритания (Нортамбер-лендский, Юж.-Уэльский, Ланкашир­ский и Йоркширский басе), ФРГ (Нижнерейнско-Вестфальский, или Рур­ский, Нижневестфальский), ПНР (Верх­не- и Нижнесилезский, Люблинский), Бельгия (Льежский), Индия (Бокаро, Ранигандж, Джхария), Канада (Аль­берта), Австралия (Боуэн, Новый Юж. Уэльс), КНР (Шаньси, Датун), МНР (Тавантолгой), ЧССР (Остравско-Кар-винский и Трутновский); ограниченные по запасам м-ния известны также во Франции (Саарско-Лотарингский, Нор и Па-де-Кале, Аквитанский басе), в Испании (Астурийский и Юж.-Кантаб-рийский басе), Венгрии, Румынии, Югославии, Турции, Японии, Иране, Афганистане, Мексике, Бразилии, Ар­гентине. Коксующиеся угли выявлены также в ЮАР (Витбанк), Зимбабве (Саби), Мозамби­ке. В перечисленных бассейнах К. у. составляют 10—65% общих запасов углей и разрабатываются наиболее интенсивно.

ТОРФ— горючее полезное ископаемое растительного происхождения, предшествен­ник генетического ряда углей. Образуется в результате естественного отмирания и непол­ного распада болотных растений под воздействием биохимических процессов в условиях повышенной влажности и не­достатка кислорода. Залегает на повер­хности Земли или на глубине первых десятков м под покровом минеральных отложений. От почвенных обра­зований торф отличается по содержанию в нём органических соединений (не менее 50% по отношению к абсолютно сухой массе), от БУРОГО УГЛЯ — повышен­ным содержанием влаги и форменных растительных остатков, а в химическом отношении — наличием сахаров, гемицеллюлоз и целлюлозы.

Состав и свойства торфов.Состоит из не полностью разложившихся остатков растений, продуктов их распада (гуму­са) и минеральных частиц; в естественном состоянии содержит 86—95% воды.

Растительные остатки и гумус содержат органическую и минеральную части, послед­няя определяет зольность торфов. Перегной (гумус) придаёт торфу тёмную окраску. Относительное содержание в торфе бесструктур­ной (аморфной) массы, включающей гуминовые вещества и мелкие раститительные ткани, утратившие клеточное строение, определяет степень разложения. Раз­личают торфы слаборазложившийся (до 20%), среднеразложившийся (20— 35%) и сильноразложившийся (св. 35%). В ботаническом составе торфов присутству­ют остатки древесины, коры и корней деревьев и кустарников, различные части травянистых растений, а также гипновых и сфагновых мхов. В зависимости от ботанического состава, условий образова­ния и свойств выделяют 3 типа торфов (ВЕРХОВОЙ ТОРФ, ПЕРЕХОДНЫЙ ТОРФ, НИЗИННЫЙ ТОРФ).

Химический состав и свойства торфов тесно связа­ны с его типом, ботаническим составом и степенью разложения. Элементный состав (% на органич. массу): С 48—65, О 25—45, Н 4,7—7, N 0,6— 3,8, S до 1,2, реже до 2,5. В ком­понентном составе органической массы содержание битумов (бензольных) 1,2—17 (максимум у верховых торфов высокой степени разложения), водо­растворимых и легкогидролизуемых веществ 10—60 (максимум у верхо­вых торфов моховой группы), целлюлозы 2—10, гуминовых кислот 10—50 (минимум у слаборазложившихся верховых и максимум у сильноразло-

жившихся Т. всех типов), лигнина (негидролизуемый остаток) 3—20. Содержание макро- и микроэлементов в Т. зависит от зольности и ботанического состава. Содержание в торфах оксидов до­стигает (ср. %): Si и Са— 5, AI и Fe 0,2—1,6, Mg 0,1—0,7, Р 0,05—0,14; микроэлементов (мг/кг): Zn до 250, Си 0,2—85, Со и Мо 0,1—10, Мп 2— 1000. Макс, содержание этих элемен­тов выявлено в Т. низинного типа. Со­держание общего азота в органической массе торфа варьирует от 0,6 до 2,5% (верховой тип) и от 1,3 до 3,8% (ни­зинный тип).

Торф — сложная полидисперсная много­компонентная система; его физические свой­ства зависят от состава твёрдой фазы, степени её разложения или дисперс­ности и степени увлажнённости. В зависимости от типа и степени разложения цвет торфы варьирует от светло-жёлтого до тёмно-коричневого (верховой) и от серо-ко­ричневого до землисто-чёрного (ни­зинный). Структура верховых торфов изме­няется от губчатой (моховой торф), губча-товолокнистой до пластично-вязкой (древесный торф), низинных — от войлоч­ной, ленточно-слоистой до зернисто-комковатой. Плотность торфов зависит от влажности, степени разложения, золь­ности, состава минеральной и орга­нической частей, в естественных условиях залежи достигает 800—1080 кг/м³; плотность сухого вещества 1400—1700 кг/м³. Влагоёмкость торфов в зависимости от ботанического состава и степени разложе­ния колеблется от 6,4 до 30 кг/кг. максимально у верховых торфов моховой группы. Пористость достигает 96—97%, пре­дельное напряжение на сдвиг умень­шается с ростом влагосодержания и степени разложения торфов от 3 до 35 кПа, при пенетрации (зондировании) до 400 кПа. Средняя теплота сгорания Т. 21— 25 МДж/кг, увеличивается с повы­шением степени разложения и содер­жания битумов. Торфы малой степени разложения имеет низкие значения коэффициента теплопроводности и удельной теплоты сгорания (10—12,5 МДж/кг), высокие значения газопоглотительной спо­собности. Коэффициент фильтрации торфов с не­нарушенной структурой изменяется от 0,1 • 10^-5 до 4,3 • 10^-5 м/с. Минимальное значения у торфов верхового типа высокой степени разложения, максимально — у торфов низинного типа. При осушении коэффициент фильтрации уменьшается в несколько раз.

УГЛИ ИСКОПАЕМЫЕ — твёрдые горючие горные по­роды, образовавшиеся из отмерших растений. Угли ископаемые залегают в виде пластов и прослоев или мощных (десятки, реже первые сотни м) пластообразных и линзовидных залежей в осадочных толщах, выделяемых как УГЛЕНОСНЫЕ ФОР­МАЦИИ. Имеют землистую, массив­ную, слоистую или зернистую тексту­ру, однородную или полосчатую струк­туру; цвет от коричневого до серо-чёр­ного, блеск от матового до металло­видного.

Общие сведения.Угли ископаемые — один из наиболее распространённых видов полезных ископаемых, они выявлены на всех континен­тах земного шара. Известно около 3000 угольных месторождений и бассейнов. Общие ресурсы углей ископаемых мира (1984) оценивают­ся в 14,8 трлн. т в натуральном выра­жении, или в 12 трлн. т условного топлива (тут); разведанные (соответ­ствующие категориям А, В, С) в 1,24 трлн. т (1,02 трлн. тут). Ресурсы углей ископаемых России оцениваются в 5,58 трлн. т., но из них 3,7 трлн. т заклю­чено в слабоизученных и трудных для освоения бассейнах-гигантах — Тунгус­ском, Ленском и Таймырском. Из за­рубежных стран наиболее крупные общие ресурсы углей ископаемых учтены (млрд. т): в США (3600), КНР (1465), Австралии . (783), Канаде (582), ФРГ (287), ЮАР (206), Великобритании (189), Польше (174), Индии (115).

Доля углей ископаемых в мировом энергетическом ба­лансе мира в 1913 была 93%. В связи с более широким использованием в 20 в. других, более эффективных видов энергетических ресурсов (нефть, газ, энергия ГЭС, атомная энергия) она снизилась до 56% в 1950 и до 29% в 1985.

Основное направления современного использова­ния углей ископаемых: энергетическое — производство электроэнергии и тепла (около 73% углей ископаемых, добываемых в России) и технологиче­ское — получение металлургического кокса, химического сырья (более 300 наименований) и др.; в меньших масштабах осуществляются газификация и полукоксова­ние углей. Они используются также для получения карбидов кальция и крем­ния, термоантрацита, термографита, катодных блоков, электродов, углещелочных реагентов, гуминовых кислот и азотистых удобрений и как энерго-технологическое сырьё (для агломерации руд, в производстве строит, материалов и для др. целей). Перспективные направле­ния переработки углей ископаемых — гидрогени­зация и пиролиз угля с целью получе­ния жидкого и газообразного топлива, а также продуктов для органического синте­за, новых видов пластмасс, извлече­ния серы. Значит, масштабы добычи, а также совершенствование методов переработки углей ископаемых — основа комплекс­ного использования недр (в т. ч. сопут­ствующих полезных ископаемых, со­держащихся в отходах добычи и пере­работки и извлекаемых при осушении и дегазации горн, работ подземных вод и метана).

Природные типы, состав и свойства.Угли ископаемые по характеру исходного для УГЛЕ-ОБРАЗОВАНИЯ материала угли ископаемые под­разделяются на группы: ГУМОЛИТЫ (преобладающая часть), САПРОПЕЛИТЫ и САПРОГУМОЛИТЫ. По преобла­данию в органич. веществе тех или иных продуктов преобразования расте­ний выделяются подгруппы гумолитов: гумиты и ЛИПТОБИОЛИТЫ и классы сапропелитов и сапрогумолитов (напр., БОГХЕДЫ, КЕННЕЛИ), отличные по микрокомпонентному составу и свойст­вам. С учётом изменений химического состава, физических и технологических свойств углей ископаемых, обуслов­ленных их УГЛЕФИКАЦИЕЙ, выделяют­ся основные природные виды углей ископаемых: БУРЫЙ УГОЛЬ, КАМЕННЫЙ УГОЛЬ и АНТРА­ЦИТ, каждый из которых соответственно различиям в их вещественном составе и степени углефикации характеризует­ся широким диапазоном колебаний основных показателей качества и технологических свойств.

Основные компоненты углей ископаемых: органическое вещество, минеральные примеси и вла­га. Органическое вещество — носитель цен­ных свойств углей ископаемых — представлено различным сочетанием компонентов из полностью утратившего при торфо- и углеобразовании и углефикации или частично сох­ранившего первоначальную структуру раститительного материала. В химическом отношении органическое вещество сложено высоко молекулярными соединениями, структура которыхрых изучена недостаточно. В его элемент­ном составе преобладает углерод, подчинённое значение имеют кисло­род, водород и сера; в незначителных количествах присутствуют соли органических кислот и металлоорганические соединения. Масса органического вещества составляет 50—97% от общей массы сухого угля. Минеральные примеси рассеяны в ор­ганической массе или в угольных пластах в виде кристаллов, конкреций, тонких прослоев и линз. Наиболее распростра­нены глинистые минералы; содержа­ние их в среднем составляет 60—80% от общей массы неорганического материала. Подчинённое значение имеют карбона­ты, сульфиды железа и кварц. В нез­начительных количествах содержатся сульфиды цветных и редких металлов, фосфаты, сульфаты, соли щелочных металлов. Относительное содержание минеральных примесей в сухом веществе угля колеб­лется в широких пределах, с условным разграничением углей ископаемых и углистых пород по ЗОЛЬНОСТИ (А— 50—60%). Влага частично входит в состав органической мас­сы или содержится в кристаллизационных решётках некоторых минералов. Большая её часть удерживается сорбционными и капил­лярными силами в мелких порах и трещинах угля (связанная влага) или содержится в крупных трещинах и порах (свободная влага). Массовая доля суммарной свободной и связан­ной влаги ко­леблется от 60% в мягких рых­лых до 16% в плотных бурых углях, снижаясь до 6—10% в слабометаморфизованых камаменных углях и антрацитах. Минимальная влажность (до 4%) имеют среднеметаморфизованные каменные угли. Величина это­го показателя — один из основных парамет­ров классификации бурых углей. По­вышенные содержания минеральных примесей и влаги отрицательно ска­зываются на теплотехнические свойствах и технологических процессах переработки углей ископаемых, а также удорожают (как балласт) сто­имость их транспортировки. В России предельные их величины лимитируют­ся государственными стандартами для всех направле­ний хозяйства использования углей ископаемых. Боль­шая часть энергетических углей и всех углей ископаемых, направляемых для коксования, подвергается обогащению. Высшая теплота сгорания сухого беззольного угля (Q_s^a колеблется в пределах (МДж/кг): для бурых 25,5—32,6, для каменных 30,5—36,2 и для антрацитов 35,6—33,9; низшая теплота сгорания в пересчёте на рабочее топливо (Q,) — показатель количества тепла, которое может быть реализовано в топ­ках (МДж/кг): 6,1—18,8 для бурых углей, 22,0—22,5 для каменных углей и 20—26 для антрацитов.

Использование углей ископаемых в коксохимическом производстве лимитируется их спекаемостью — способностью переходить при нагревании в пластичном состояние и об­разовывать при затвердевании пори­стый монолит. Этим свойством облада­ют только каменные угли средних (II—V) стадий метаморфизма определённого петрографического состава. Бурые угли и антрациты дают неспёкшийся порош­кообразный нелетучий остаток, слабо- и сильнометаморфизованные каменные угли — порошкообразный или слабоспекшийся. Основные носители спекаемости — ком­поненты ВИТРИНИТА ГРУПП и ЛЕЙПТИ-НИТА; частично размягчаются ком­поненты группы семивитринита. Ком­поненты группы инертинита (фюзинита) не обладают способностью даже частичного размягчения. На различиях в спекаемости (соотношении плавких и отощающих компонентов) основана шихтовка углей, направляемых для кок­сования (см. КОКСУЮЩИЕСЯ УГЛИ). Для всех направлений технологического исполь­зования угля нормируется содержание серы. Большинстве месторождений содержит малосернистые (S_f — 0,1—1,5) угли, но в некоторых бассейнах средняя массовая до­ля серы в углях повышается до 3— 6% (Донбасс), 6% (Подмосковный, Кизеловский) и 8—10% (Иркутский). Массовая доля серы в сухом угле нор­мируется с учётом направлений ис­пользования углей ископаемых.

Углей ископаемых всех разведываемых и вовле­каемых в разработку месторождений подверга­ются техническому анализу с определением рабочей влаги, зольности, содержания серы, ВЫХОДА ЛЕТУЧИХВЕЩЕСТВ(V ). Определяется их элементный состав, теплота сгорания: высшая (по бомбе) и низшая (рабочего топлива). Изучаются петрографический состав и физические свойства углей — плотность действи­тельная и кажущаяся, обогатимость, механическая прочность и размолоспособность, в необходимых случаях — термическая стойкость, электрические свойства. С учётом возможного и намечае­мого использования углей произво­дятся специальные исследования по опре­делению для бурых и низкометаморфизованных углей — выхода смол, би­тумов, гуминовых кислот, для каменных — спекаемости, коксуемости, содержания фосфора. Для всех направлений ис­пользования и особенно для сжигания изучается состав и свойства ЗОЛЫ, со­держания в углях попутных полезных компонентов — урана, германия, гал­лия, ванадия, вольфрама, благород­ных металлов и др.

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ, пиробитуминозные сланцы,— осадочные породы карбонатно-глинистого (мергелистого), глинистого или кремнистого состава, содержащие 10—50%, редко до 60% сингенетичного осадконакоплению органического вещества (керогена). Горючие сланцы имеют коричневую, коричнево-жёлтую, се­рую, оливково-серую окраску, листо­ватую или массивную текстуру. Тер­мин «горючие сланци» иногда применяют для обоз­начения всех высокозольных твёрдых каустобиолитов, содержащих органические вещества различного происхождения и различных условий преобразования (углистых, би­туминозных и липтобиолитовых слан­цев).

Кероген — сингенетичное осадкона­коплению органическое вещество с высо­ким выходом смол при сухой перегон­ке, при органическом выходе битумов, экс­трагируемых органическими растворителями при низких температурах. Исходным мате­риалом органического вещества горючих сланцев служи­ла биомасса преимущественно низших водорос­лей (сапропелевые компоненты), в меньшей степени — высших растении (гумусовые компоненты) и частично животных организмов. По соотноше­нию сапропелевых и гумусовых компо­нентов горючие сланцы подразделяются на сапропелиты (горючие сланцы Прибалтийского сланцево­го бассейна, Волжского басе, и Болтышского месторождения) и сапрогумиты (менилитовые сланцы Карпат). Отличительная генетическая особенность органическрог веще­ства большинства горючих сланцев — его накопле­ние в донных осадках при нормаль­ном кислородном режиме. Органическое вещество горючих сланцев характеризуется высо­ким содержанием водорода (7—10%), большим выходом летучих при термической переработке (до 90%), высокой удельной теплотой сгорания (Q =29—37 МДж/кг). Основные минеральные компо­ненты горючих сланцев — кальцит, кварц и глинис­тые минералы, подчинённое значение имеют полевые шпаты, пирит, акцес­сорные минералы.

Для изучения состава и качества горючих сланцев используются углехимические методы иссле­дований, регламентированные в России государственными стандартами. В России к пригодным для промышленного применения относятся горючие сланцы с удельной теплотой сгорания сухого топлива (Q_b) не менее 5 МДж/кг. Требова­ния к горючим сланцам разрабатываемых месторождений значительно выше. Согласно действую­щим государственным стандартам, минимальная величина Q_b должна составлять: прибалтийские Г. с. для пылевидного сжигания 10,3 МДж/кг и для слоевого сжигания 11,7 МДж/кг, для переработки на газ и смолу — ленинградские 12,1 МДж/кг и эстонские 13,8 МДж/кг; Г. с. Кашпирского месторождения (Ср. Поволжье) для пылевидного сжигания 8,8 МДж/кг, для полукоксования 9,6 МДж/кг. Промышленной классификации горючих сланцев нет. Добываемые в Прибалтийском сланцевом басейне горючие сланцы подразделяются по крупности кусков на 2 сорта (класса) — энергетические (0—25 мм) и технологические (25— 125 мм). Большое число месторождений горючих сланцев относится к платформенным и имеет горизон­тальное и слабонаклонное залегание. В России горючие сланцы известны в кембрийских, ордовикских, девонских, каменно­угольных, юрских, палеоген-неогено­вых отложениях. Общепринятой оцен­ки мировых запасов горючих сланцев нет. Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 450 трлн. т (26 трлн. т слан­цевой смолы). Переработка горючих сланцев в России — полукоксованием в шахтных генераторах с целью получе­ния сланцевой смолы и водно-раство­римых фенолов и коксованием в ка­мерных печах для производства бытового газа. Смола используется как жидкое топливо, компонент шпалопропиточного масла, для производства электродного кокса и др. Фенолы идут на производство синтетических дубителей, клея, лаков, мас­тик, модификаторов резины, тампонажных составов и др. ценных химических продуктов. Твёрдые отходы переработки горючих сланцев (зо­ла, сланцевый полукокс и кокс) широко используются в промышленности строительных мате­риалов для производства минеральной ва­ты, сланцезольного портландцемента, силикатного кирпича, автоклавных из­делий из тяжёлого сланцезольного бе­тона и газозолобетона, а также в до­рожном строительстве и для известкования почв. Карбонатные отходы добычи и обогащения горючих сланцев применяются для производства строительного щебня. Горючие сланцы отдельных месторождений имеют высокое содержание Си, Mo, U, Pb, Zn, V и оцениваются как рудное сырьё.

ГАЗЫ ПРИРОДНЫЕ ГОРЮЧИЕ —смеси углеводородов метанового ряда и неуглеводородных компонентов, встречающиеся в осадочном чехле земной коры в виде свободных скоп­лений, а также в растворённом (в нефти и пластовых водах), рассе­янном (сорбированные породами) и твёрдом (в газогидратных залежах) состояниях.

Состав и свойства газа природного горючего. Углеводороды метанового ряда пред­ставлены метаном (содержание которого часто превышает 85—90%), этаном, пропаном, бутанами и реже пентаном (содержание которыхрых колеблется от 0,1% в газах газовых месторождений до 20% и более в газах нефтяных попутных и увеличивается с глубиной залегания). Углеводороды тяжелее пентана при­сутствуют в основном в газах нефтяных и газоконденсатных месторождений. Неугле­водородные компоненты представ­лены главным образом азотом, углекислым газом, водяными парами, кроме того, некоторые газы обогащены соедине­ниями серы (сероводород, меркап­таны, сероокись углерода и др.) гелием, аргоном, встречаются водо­род, ртуть, пары летучих жирных кислот. Содержание углекислого газа меняется от долей процента до 10—15%, иногда более, напремер в Астраханском месторождении концентрация СО₂ 22%. Концентрация азота в газе природном горючем обычно не превышает 10% (часто 2—3%), в газах отдельных нефте­газоносных бассейнов его содержание может достигать 30—50% (например, в Волго-Уральском) и более; известны месторождения с преимуществ, содержанием азота (Чу-Сарысуйская газоносная область: Амангельдинское месторождение — 80% N₂ и 16% СН₄; Учаральское месторождение — 99% N₂). Количество сероводорода обычно не превышает 2—3%; как исключение известны газовые залежи с содержа­нием сероводорода 15—20% и более (Астраханское месторождение — 22,5%). Кон­центрации гелия в большинстве случаев составляют сотые и тысячные доли процента; в США и Канаде име­ются месторождения с содержанием гелия 5--8% (Ратлснейк —7,6%, Модл-Дом — 7,2%).

Факторами, определяющими влаж­ность газа, являются давление, температура, состав, а также количество солей, растворённых в воде, контактирующей с данным газом. Чем больше в газе природном горючем тяжёлых углеводородов и азота, тем ниже его влажность. Наличие серо­водорода и углекислого газа увеличи­вает его влажность. При промысловой обработке, транспортировке и пере­работке газа природного горючего наличие паров воды в них приводит к образованию конденсата водяных паров и ледяных пробок, что осложняет эксплуатацию газопроводов и аппаратов. Наличие влаги в газах при повышенном давле­нии и пониженных темп-pax вызывает образование и отложение в газо­проводах и технологических аппаратах гидра­тов углеводородных газов. Для уда­ления влаги из газов используют различные физические и физико-химические методы ОСУШКИ ГАЗОВ.

НЕФТЬ— горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространённая в осадоч­ной оболочке Земли, являющаяся важнейшим полезным ископаемым. Образуется вместе с газообразными углеводородами обычно на глубине более 1,2—2 км. Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый ас­фальт и др. Нефть в залежах в различной степени насыщена газом, в основном лёгкими угле­водородами.

Химический состав и физические свойства.Нефть — сложное природное образование, состоящее из углеводо­родов (метановых, нафтеновых и аро­матических) и неуглеводородных ком­понентов (в основном кислородных, сер­нистых и азотистых соединений).

Элементный состав Н.: С 82,5 — 87%; Н 11,5 — 14,5%; О 0,05 — 0,35, редко до 0,7%; S 0,001 — 5,5, ред­ко свыше 8%; N 0,02 — 1,8%. Ок. 1/3 всей добываемой в мире нефти содер­жит свыше 1 % S. Химический состав нефтей различных месторождений колеблется в широких пределах, и говорить о её среднем составе можно только условно. Бензиновые и керосиновые фракции большинства нефтей России характеризуются значит, содер­жанием алканов (свыше 50%), иногда преобладают нафтены (50—75%). Содержание ароматических углеводородов в бензиновых и керосиновых фрак­циях большинства нефтей от 3 до 15% и от 16 до 27% соответственно. Масля­ные дистилляты значительно разли­чаются по углеводородному составу. Наибольшим содержанием ароматических углеводородов (в некоторых случаях до 53—65%) отличаются фракции высокосернистых нефтей. Часто нефти харак­теризуются значительным содержанием твёр­дых углеводородов нормального строения — парафинов. Кислородные соединения присутствуют в виде неф­тяных кислот, асфальтенов и смол, содержащих св. 90% находящегося в нефти кислорода. Сернистые соединения нефтей — сероводород, меркаптаны, суль­фиды, дисульфиды, тиофаны, а также полицикличные сернистые соединения разнообразной структуры. Азотистые соединения — в основном гомологи пи­ридина, гидропиридина и гидрохинолина. Компонентами нефтей являются также газы, растворённые в ней (от 30 до 300 м³ на 1 т Н.), вода и минеральные соли. Содержание золы (минеральных веществ) в большин­стве нефтей не превышает десятых долей процента. Максимальные концентра­ции металлов в нефти не превышают со­тых долей процента: V — 0,015%; Ni — 0,005%; Си — 0,0001%; Со — 0,00004%; Мо — 0,00044%; Сг — 0,00018%.

Цвет нефтей варьирует от светло-корич­невого до тёмно-бурого и чёрного; плотность от 800 до 980—1050 кг/м³ (плотность менее 800 кг/м³ имеют газовые конденсаты). По плотности нефти делятся на 3 группы: на долю лёгких нефтей (с плотностью до 870 кг/м³) в об­щемировой добыче приходится око­ло 60% (в России — 66%); на долю средних нефтей (871—910 кг/м³) в России — около 28%, за рубежом — 31%; на долю тяжёлых (св. 910 кг/м³) — соот­ветственно ок. 6% и 10%.

Темпеpaтура начала кипения нефти выше 28 °С. Температуpa застывания колеблется от +26 до —60 °С и зависит от со­держания парафина (чем его больше, тем температуpa застывания выше), удельная теплоёмкость нефти 1,7—2,1 кДж, удельная теплота сгорания 43,7—46,2 МДж/кг, диэлектрическая проницаемость 2—2,5, электрическая проводимость 2-10^-10 —0,3-10^-18 Ом^-1 см^-1 . Вязкость изменяется в широких пределах (при 50°С 1,2— 55 • 10^-6 м²/с) и зависит от химического и фрак­ционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальтеново-смолистых веществ). Температуpa вспышки колеблется от 35 до 120°С в зави­симости от фракционного состава и давления насыщенных паров. Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима (может образовывать с ней стойкие эмульсии).